Waste heat recovery for greenhouses literature review/zh

西部大学诚征免费的适当永续发展技术 (FAST) 研究小组！学生将利用太阳能开源 3D 打印和回收来打造分散式未来。联络Joshua Pearce 博士-在此申请

首页·专案与出版物·方法·文献综述·人物·赞助商·新闻· Twitter/X · YouTube · LinkedIn · Github ·适合孩子！

阅读更多...

本页是文献综述。请随意编辑此页面并新增来源和摘要。阅读更多...

如需了解更多详情和信息，请点击相关已发表论文对应的连结:

利用加密货币矿工余热种植番茄的温室能源建模和技术经济可行性分析

一、简介

考虑到世界人口成长导致的能源消耗不断增长的趋势以及化石燃料消耗对环境造成的负面影响，工业和农业部门被迫减少温室气体（GHG）排放，同时提高其场地效率。在这方面，除了制造和制程工程领域的技术进步外，回收能源转换过程中的废热是实现上述目标的一项有前途的策略（Jouhara等人，2018）^[1]。为了更形象化地说明这项策略的重要性，大量研究的结论表明，大约 20-50% 的工业能源投入以废热的形式损失了（Johnson 等，2008）^[2]。

余热回收 (WHR) 的可行性及其应用取决于几个因素，其中最重要的包括（Johnson 等，2008）：^[2]

• 热损失量
• 余热质量/温度
• 化学和物理成分
• 最低允许温度
• 操作限制、可用性等

废热的主要来源包括来自产品、设备和制程的任何类型的热损失（辐射、传导和对流）（Thekdi & Nimbalkar，2015）^[3]。余热是限制余热发电从空间加热到发电等应用的第一个参数。此外，废热也依其性质分为高温（≥400℃）、中温（100-400℃）和低温（≤100℃）范围（Brückner等，2015）^[4] .此外，特别是在燃烧气体的余热回收中，最低允许温度对于工程师和热交换器设计者至关重要，以考虑烟气混合物中水蒸气的冷凝温度，从而防止热交换器因腐蚀性物质而腐蚀_和失效。_​这些参数不仅显示余热效率，还决定传热速率、热交换器的表面积以及适当的使用材料。

废热能流的化学成分和相是余热回收过程中热交换器的设计、材料选择以及热交换器建造和维护成本中最有效的参数之一。

考虑余热回收并设计合适的热交换器的应用具有不同的特征，限制了余热回收策略的可行性。余热源的可及性、余热流的可运输性、应用规模、运行时间表（余热源的可用时间）、对储能系统和额外管道系统等附加设备的要求，最后是可承受性和经济性余热回收的可行性是工程师必须考虑的重要因素。

1.1.余热回收应用

余热回收通常适用于预热和回热过程（例如助燃空气预热、锅炉给水预热、玻璃窑炉间歇式预热和生活热水预热）、机械和/或发电（例如废物发电）通过蒸汽朗肯循环获得燃气涡轮机循环的热量），参与化学过程（例如，用于沼气生产的废水预处理）和空间加热和冷却（例如，使用热泵进行加热/冷却应用）（Johnson 等人，2015）。 2008）。^[2]

1.2.低温余热回收挑战

Haddad 等人表达了这一点。 （Haddad 等人，2014）^[5] 认为，回收低温废热的机会很多，因为大多数工业、农业和家庭废热都在此范围内。尽管如此，工程师在低温余热比中也面临比中高温余热更多的挑战：

首先也是最重要的，由于基本上所有类型的传热（传导、对流和辐射）的速率与两种物质或两个位置之间的温差直接相关，因此需要建造具有大传热表面的大型热交换器地区回收低温余热。

虽然不需要像高温应用那样提供昂贵的材料，但低温流会使气体混合物的成分冷凝，从而引起管道和热交换器的腐蚀（Jouhara等人，2018）。^[1]

最后但并非最不重要的一点是，低温废热只能用于有限的应用，例如生活用水和空间加热/冷却，这使得工程师很难找到合适的技术并为应用、温度增强和冷却提供适当的仪器。

1.3.余热回收农牧业应用

与城市和工业的余热利用相反，大多数农业生产需要低温热能（Yarosh 等，1972）^[6]。因此，靠近工业中心或可以获得再生能源（太阳能、地热、风能、生物质等）的农业和畜牧业领域可以被视为废热用户。以余热回收为目的的各种工业/农业中心的结合称为工业共生。农业和畜牧综合体还可以透过利用植物内部任何组件（例如农业机械、固定式发动机、传统加热器、暖通风空气等）的废热来满足其自身的全部或部分能源需求。

尽管废热回收对农业和畜牧业工厂有好处，但一些障碍阻碍了这些工厂的能源供应。附近工业的废热有多少是可用的问题，尤其是大型温室、家禽等，是设计师面临的最具挑战性的问题之一。此外，在某些情况下，工程师必须评估利用现有低温废热源的实际情况（可行性、可近性、经济效益）。在进一步的步骤中，科学家应该为所提供的 WHR 系统建立一个最佳化问题和/或一个控制平台（Yarosh 等，1972）。^[6]

家禽加工烫水的热回收（Shupe & Whitehead，1979）^[7]

舒佩，WL 和怀特海德，WK (1979)。 “从家禽加工烫水中回收热量”。农业工程研究杂志，24(3), 325–330。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0021-8634(79)90074-X

WL Shupe 和 WK Whitehead 将一家家禽加工厂烫洗池出口水的废热转移到冷的替代水中。它们可以在冬季将 102 kW 的热能转移到冷水（约 32%），在夏季将 54.6 kW 的热能转移到冷水中。

从好氧农场废弃物潟湖中提取能量（Hughes，1984）^[8]

休斯，DF (1984)。 “从有氧农场废弃物潟湖中提取能量”。农业工程研究杂志，29(2), 133–139。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0021-8634(84)90067-2

DF Hughes 评估了使用水源热泵从好氧农场废物潟湖中回收热量的实际能源和经济方面。潟湖（作为热源）的温度夏季和冬季恒定在35℃，热泵出口热水温度为55℃。整个过程研究了一年。

• 热泵可为养猪场提供21.6千瓦的热需求。
• 此热回收系统的运作需要最少的农场劳动力和资源。
• 考虑到维护成本和燃料成本的增加，该系统的投资回收期为3-4年。

关于热交换器对商业肉鸡场肉鸡性能、能源使用和计算二氧化碳排放量影响的现场研究，以及农民使用热交换器的经验（Bokkers 等，2010）^[9]

Bokkers, EAM、van Zanten, HHE 与 van den Brand, H. (2010)。 “关于热交换器对商业肉鸡场肉鸡性能、能源使用和计算二氧化碳排放影响的实地研究，以及农民使用热交换器的经验”。家禽科学，89（12），2743–2750。https://doi.org/https://doi.org/10.3382/ps.2010-00902

从能量和环境角度研究了在农场使用热交换器（HE）将通风气流的热能转移到几个肉鸡舍的新鲜空气入口流的影响。

• 根据养殖户的说法，HE 的使用使温度分布和空气流通更加均匀，从而提高了垫料品质和肉鸡的均匀分布。
• 除三个农场外，CO ₂排放率由于HE的使用而降低。

废热回收应用于曳引机引擎（Danel 等人，2015）^[10]

Danel, Q.、Périlhon, C.、Lacour, S.、Punov, P. 与 Danlos, A. (2015)。 “废热回收应用于曳引机引擎”。能源程序，74，331-343。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.622

丹尼尔等人。采用朗肯循环和三种不同的工作流体（水、乙醇、R245fa），实现了拖拉机引擎废气废热回收的热力学和传热模型。废气温度范围为300至500℃。

• 结论是R245fa不适合该温度范围的WHR。
• 考虑到热交换器表面积和引擎负载的影响，发现乙醇适合低负载运行，而水适合高负载运行。
• 总而言之，水在整个操作范围内表现出更好的性能。

透过多主体方法重复利用农作物发电厂中浪费的热能（González-Briones 等，2018）^[11]

González-Briones, A.、Chamoso, P.、Prieto, J.、Corchado, JM 与 Yoe, H. (2018)。 “透过多主体方法将发电厂废弃的热能重新用于农作物”。 2018 年智慧能源系统与技术国际会议 (SEST)，1-6。https://doi.org/10.1109/SEST.2018.8495867

在本文中，使用人工智能技术对四个 300 m ²温室在发电厂余热发电太阳能辅助 CHP（热电联产）系统影响下的温度分布进行了建模。

• MAS 提供了一种简单的方法来了解每个温室的需求（温度、湿度、太阳辐射等），使用无线感测器网络从温室和热电联产系统收集有用资料。
• 借助 MAS，可以方便地提供作物最佳生长所需的能量。
• 使用热电联产系统，他们可以将四个温室的平均能耗率降低30.68%。

利用烟气和热水散热器管网进行温室供暖的 CFD 分析（Dhiman 等人，2019）^[12]

Dhiman, M.、Sethi, VP、Singh, B. 与 Sharma, A. (2019)。 “利用烟气和热水散热器管网进行温室供暖的CFD分析”。农业中的电脑和电子产品，163, 104853 。

燃烧器的余热被引入印度的一个100 m ²温室，并根据实验结果对此过程进行了建模和验证。

• 对透过辐射和对流释放的热量进行了建模，并且没有考虑入射太阳辐射的影响。
• CFD分析表明，利用收集350℃烟气余热的烟气热沉管网（FGHSPN）和接收65℃热水的热水热沉管网（HWHSPN）可提供13.38kW热能温室温度比环境温度高出10.35 °C。
• CFD 分析的实验研究的 RMSE 为 1%，热传建模结果的 RMSE 为 1.5%。

用于蛋鸡舍粪便带干燥通风的空对空热交换器的特性（Goselink & Ramirez，2019）^[13]

Goselink，YSM 和 Ramirez，BC (2019)。 “用于禽舍蛋鸡舍粪肥带干燥通风的空对空热交换器的特性”。应用家禽研究杂志，28（4），1359-1369。https://doi.org/https://doi.org/10.3382/japr/pfz075

采用空对空换热器回收排出空气的废热并将其传递给输入的新鲜空气，对蛋鸡舍的温度、相对湿度、氨和粪便干物质含量进行了评估。这项调查已经进行了四个星期，并对第一种情况（有热回收通风（HRV））和第二种情况（没有HRV）的结果^进行了^比较。

• 使用 HRV 的室内整体平均温度 (23.1 °C ± 0.5 °C) 比未使用 HRV 的室内平均温度 (22.2 °C ± 1.2 °C) 更高。
• 与不使用 HRV 的日平均温度范围 (3.1 °C ± 1.1 °C) 相比，使用 HRV 的日平均温度范围较小 (1.8 °C ± 0.7 °C)。
• 在所有情况下，使用 HRV 的平均粪便干物质均高于不使用 HRV 的情况。
• 在所有条件下，使用HRV 时的NH ₃排放量均低于不使用HRV 时的NH 3 排放量。

SOFC在偏远农业企业供电的应用（Sosnina等，2020）^[14]

Sosnina, EN、Shalukho, A. V 与 Veselov, LE (2020)。 “SOFC在偏远农业企业供电的应用”。 2020 年国际电工综合体与系统会议 (ICOECS)，1-6。https://doi.org/10.1109/ICOECS50468.2020.9278478

这项工作旨在实施以农业废弃物（农作物残留物和畜牧业）产生的沼气为燃料的固体氧化物燃料电池（SOFC），以便为中央电网提供多余的电力，同时满足牲畜的电力和供暖需求复杂的。该方案也进行了成本分析和最佳化。

• 已经研究了五个功率容量范围为 100 至 500 kW 的 SOFC 系统。
• 所引入的 SOFC 均无法满足畜牧业综合体的所有供热需求。然而，第五^台可以补偿以前由燃煤锅炉提供的一半以上的热负荷。
• 名目 SOFC 容量下总成本的相关函数是非线性的。
• ^{透过采用第 1种}（容量最低）和^{第 5 种}（容量最高）SOFC 替代方案，可以实现总成本的最小值。

有机朗肯循环低温湿空气余热回收的参数分析（Yue et al., 2020）^[15]

岳 C.、童 L. 和张 S. (2020)。 “透过有机朗肯循环回收低温湿空气余热的参数分析”。传热与传质，56(8), 2333–2343。https://doi.org/10.1007/s00231-020-02862-5

陈越等.对 ORC 在湿农产品干燥空气余热回收中的应用进行了热力学和传热传质建模。在这个方案中，底部有机朗肯循环吸收穿过干燥室的湿空气的低温热能，并产生电力。本文研究了不同参数变化的影响。

• 在较低的蒸发压力下，节能效率和除湿率均达到最大值。
• 与最小传热温差和干燥室出口温度相比，离开干燥室的潮湿空气的露点温度是最有效的参数。
• 提高离开干燥室的潮湿空气的露点温度是提高节能效率和除湿率的最有前途的方法。

考虑到先前的研究结果，很明显科学家的研究已经取得了重大进展。早期的研究仅针对余热回收在农田和畜牧业应用的可行性分析。尽管他们对自己的建议进行了实验研究，但无可争议的是，缺乏基于实验结果验证的数学模型。然而，最近的研究推荐了新颖的 WHR 策略/系统，并实施最佳化、CFD 模拟和人工智能平台。然而，迫切需要在本文献综述中采取进一步措施，并相应地提出余热发电农业用途的新想法（特别关注温室应用），以解决上述低温余热回收的挑战。

1.4.温室余热回收应用

一般来说，能源在满足温室需求方面起著至关重要的作用，能源成本在温室设计和建造相关成本中位居第二^。还应该指出的是，温室中约 85% 的能源消耗归因于暖气。因此，废热代表了温室热能供应的重要机会，特别是在寒冷地区（Denzer等人，nd）^[16]。

温室建筑的主要要求是一块位于相对合适的市场、建筑和建筑材料、保温材料、管道材料、公用设施（水和电）和供热设备的土地。很明显，温室设计是一项复杂的工作，涉及经济专家以及农业、机械、电气、建筑和电脑工程师。因此，为了设计和开发高效的温室热回收系统，必须由技术科学家和工程师进行全面的研究。

Helgeson 等人阐述了温室余热利用的经济效益。 （赫尔格森等人，1986）^[17]。他们透露，以1981年的价格计算，与传统暖气系统相比，工业废热水可节省29,670美元至95,800美元。

用于温室供暖的油机驱动热泵的热性能（Kozai，1986）^[18]

Kozai，T.（1986）。 “用于温室供暖的油机驱动热泵的热性能”。农业工程研究杂志，35（1），25-37。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0021-8634(86)90027-2

温室的供暖需求由热泵（75%）以及引擎的冷却水和废气（25%）间接提供。引擎的运转速度为 1200-1800 rpm。

基于垃圾发电的温室供暖：透过最佳化模型探索可行性条件（Chinese et al., 2005）^[19]

Chinese, D.、Meneghetti, A. 与 Nardin, G. (2005)。 “基于垃圾发电的温室供暖：透过优化模型探索可行性条件”。再生能源，30(10)，1573–1586。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2004.11.008

一座 6000 m ^{2 的}温室采用意大利东北部垃圾发电 (WTE) 工厂的废热进行供暖。温室的地暖系统也得到了优化。

• 从最佳化结果中撷取了地暖机组的设计与管理要素。
• 对于 WTE 发电厂 0.020 欧元/kWh 的热价，在白天和夜间环境温度分别为 25 °C 和 20 °C 的情况下扣除最大值 140000 欧元。
• 不用说，温室规模的增加带来了燃油消耗率的节省，导致与传统温室相比温室气体排放量的减少。

温室废热交换的环境与经济评估（Andrews & Pearce，2011）^[20]

安德鲁斯，R. 和皮尔斯，JM (2011)。 “温室废热交换的环境与经济评估”。清洁生产杂志，19（13），1446-1454。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.04.016

作者评估了利用平板玻璃制造厂的余热来运作温室的经济可行性。并将该温室的性能与传统天然气加热温室进行了比较。人们认为它们的基本成本是相等的。

• 一个占地 3.9 英亩的温室，年产 735 吨西红柿，可由制造厂的余热供应。
• 在大多数情况下，余热温室的净现值（NPV）低于天然气温室。

发电厂的替代排热方法（Leffler 等，2012）^[21]

Leffler, RA、Bradshaw, CR、Groll, EA 与 Garimella, SV (2012)。 “发电厂的替代排热方法”。应用能源，92，17-25。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.10.023

已提出五种余热替代方案（冷却渠道、开放式藻类生物反应器、冬季温室供暖、喷淋池和改良型太阳能上升气流塔），并应用于美国中西部的燃煤发电产业

• 改造后的太阳能上升气流塔、冷却水渠、藻类生物反应池和温室需要大量的土地面积。
• 改造后的太阳能上升气流塔、藻类生物反应器和温室可以提供有用的二次产品。
• 温室供暖仅在冬季或极端北方气候下才可行。
• 除冷却渠外，其他四种方案的用水量均低于电厂冷却水塔的基准容量。

用于商业温室应用的燃料电池系统的能量分析 – 可行性研究（Vadiee 等人，2015）^[22]

Vadiee, A.、Yaghoubi, M.、Sardella, M. 与 Farjam, P. (2015)。 “商业温室应用燃料电池系统的能量分析—可行性研究”。能源转换与管理，89, 925–932。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.09.073

^{氢燃料质子交换膜燃料电池（PEMFC）经过热力学设计和评估，计算出它能为瑞典一座 1000 m 2}商业温室提供的电量和热能，年供暖需求为 117 kWh/m ²。

• 3 kW PEMFC 可分别满足温室 10% 和 26% 的热能和电力需求。
• 11.6 kW PEMFC 能够分别满足温室 40% 和 100% 的热能和电力需求。
• 建议使用 PCM 热能储存系统。

气泡温室：偏远地区小规模海水淡化的整体永续方法（Schmack 等，2015）^[23]

施马克，M.，何，G.，＆安达，M.（2015）。 “气泡温室：偏远地区小规模海水淡化的整体永续方法”。海水淡化，365, 250–260。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.desal.2015.03.021

气泡温室的概念已经被论证和讨论，其中采用加湿除湿（HDH）海水淡化系统来供应水和热能。在这个概念中，油流（由太阳能加热）蒸发了偏远地区的盐水，从而使空气流变得湿润。另一方面，潮湿的空气被冷油流冷却（至 35°C），从而冷凝其蒸气。然后温暖潮湿的空气被引导到温室。

• 必须考虑再生风机的耗电量。建议使用并联鼓风机（每个鼓风机对应一个气泡模组）。
• 由于取消了温室中的蒸汽喷射系统，避免了热梯度，无需使用通风，从而显著减少植物的蒸腾作用和水消耗。
• 为了补偿不通风温室中的CO ₂水平，需要备用温室废弃物焚化炉。在另一种情况下，其他工业部门的废气流可以提供CO ₂供应。
• 热脱盐系统将是比使用电力的膜制程更经济的选择。

利用余热加热温室场地的技术经济模型（Başak & Sevilgen，2016）^[24]

Başak, MZ 与 Sevilgen, SH (2016)。 “利用余热加热温室的技术经济模型”。阿拉伯科学与工程杂志，41(5)，1895–1905。https://doi.org/10.1007/s13369-015-2009-y

从土耳其一家发电厂抽取的蒸汽已透过由预绝缘管道组成的配电线路转移到温室现场。已经为上述温室开发了技术经济模型。

• 温室每年88%的成本归因于其暖气成本。
• 影响温室成本的最关键参数是内部温度，尤其是在夜间。

大型园艺设施能源供应系统中利用电厂余热的可行性评估（Yu & Nam，2016）^[25]

于 MG 和南 Y. (2016)。 “大型园艺设施能源供应系统中利用电厂余热的可行性评估”。能源，9(2)。https://doi.org/10.3390/en9020112

研究了在三个不同的大型园艺厂中利用电厂余热的可行性。

• 结论是，大约7.4-20%的发电厂废能可以满足这些地区的供热的需求。
• 透过余热回收系统取代柴油锅炉，每年可降低约83%的营运成本。
• 这些系统的投资回收期预计为 2-3 年。

利用工业余热低温加热农业温室的能源与经济可行性研究（Fguiri 等，2017）^[26]

Fguiri, A.、Fatnassi, H.、Jeday, M.-R. 与 Marvillet, C. (2017)。 “利用工业余热低温加热农业温室的能源和经济可行性研究”。 25（4）。

该计划由 Fguiri 等人实施，旨在建立一个 1 公顷的番茄和黄瓜温室，利用磷酸二铵生产工业装置的废热进行加热。

• 番茄温室的净现值 (NPV) 经计算为 1127327 美元，黄瓜温室的净现值 (NPV) 为 1293427 美元。
• 与基本方案相比，此方案可节省746 teqCO ₂（相当于1800桶原油的消耗量）。

希腊北部能源作物生产沼气：与温室热回收相关的发电经济学（Markou et al., 2017）^[27]

Markou, G.、Brulé, M.、Balafoutis, A.、Kornaros, M.、Georgakakis, D. 与 Papadakis, G. (2017)。 “希腊北部能源作物生产沼气：与温室热回收相关的发电经济”。清洁技术与环境政策，19(4), 1147–1167。https://doi.org/10.1007/s10098-016-1314-9

希腊种植用于厌氧消化 (AD) 的能源作物（黑小麦、玉米、苜蓿、向日葵、三叶草、大麦和小麦）的经济可行性已被评估。热电联产概念也被考虑利用 AD 产生的沼气，提供蔬菜（番茄）温室的供暖需求，同时向电网出售电力。每个部分（栽培植物、AD 和温室）都开发了详细的经济模拟。

• 据透露，玉米和小黑麦的甲烷产量高于其他作物。他们的能源生产成本也最低。
• 考虑到电力和蔬菜销售收入，玉米的AD总收入为1,875,000欧元/年，其次是小黑麦，总收入为1,660,000欧元/年。这些收入中约 17-18% 来自温室对系统的贡献。
• 本提案需要大于500公顷的农业用地或大于1000m ^{2的沼气AD工厂。}
• 热电联产系统年平均热能回收率为40%。

希腊北部利用工业废热为温室供暖的可能性（Vourdoubas，2018）^[28]

沃尔杜巴斯，J.（2018）。 “利用工业废热为温室供暖的可能性”，请参阅 10(4), 116–123。https://doi.org/10.5539/jas.v10n4p116

为了实现工农业共生，对褐煤电厂余热利用的技术经济可行性进行了研究。先前，褐煤发电厂排出的热量被用于区域加热。温室热水入口温度约为50-55℃，透过放置在地面上的绝缘良好的塑胶管提供，加热土壤和空气。

• 暖气水温下降20℃，温室暖气负荷为每公顷1700千瓦时，暖气水流量为每公顷73.18m 3 ^/ h。而对于区域供热策略，这些指标的值分别为140 MWh 和2300 m ³ /h。
• 温室中温水的使用比区域供暖方法和传统的化石燃料供暖系统更经济。

GreenVMAS：基于虚拟组织的利用发电厂废能加热温室的平台（González-Briones、Chamoso、Yoe 等人，2018 年）^[29]

González-Briones, A.、Chamoso, P.、Yoe, H. 与 Corchado, JM (2018)。 “GreenVMAS：基于虚拟组织的利用发电厂废能加热温室的平台”。感测器，18(3)。https://doi.org/10.3390/s18030861

基于人工神经网络（ANN）的虚拟MAS已为六个300 m ^{2 的}类似温室开发，以保持它们的性能平衡和最佳，同时享受核电站的废热。他们可以监测和控制内部温度、农作物的状态以及阀门的开启和关闭。

• 作者的结论是，VMAS 对于节省能源和资金以及降低 CO ₂排放至关重要。
• 夏季、秋季、冬季能源消耗率分别下降23.79%、39.40%及41.46%。

零售业的净零能源和能源共享潜力 - 温室综合体（Syed & Hachem，2019）^[30]

Syed, AM 与 Hachem, C. (2019)。 “零售-温室综合体的净零能源设计和能源共享潜力”。建筑工程杂志，24, 100736 。

为了实现净零能耗目标，在零售温室综合体的两栋建筑之间设计了余热交换系统，并考虑采用太阳能光电系统来提高系统的能源效率。

• 零售和温室总能耗分别为730兆瓦时和120兆瓦时。在该综合体消耗的总能源中，35% 用于供暖，32% 用于制冷。
• 优化后，能耗率（尤其是插头和冷却负载）显著降低。因此，可以节省 27% 的能源。
• 春季和夏季多余的发电量被出售给电网。然而，在秋末和冬季，他们不得不从电网购买电力。
• 冰箱冷凝器的约 130 MWh 废热被回收用于温室的空间加热和水加热。

Sethi 和 Sharma (Sethi & Sharma, 2008) ^[31] 提出了一些有用的热储存技术，用于储存和释放温室内的余热。热能储存系统包括水储存（塑料袋、地管和水箱）、岩床热储存和PCM储存。

温室中的冷热电联供系统。基层与改造设计（Tataraki 等人，2019）

Tataraki, KG、Kavvadias, KC 与 Maroulis, ZB (2019)。 “温室中的冷热电联供系统。基层和改造设计”。能源，189, 116283 。

研究了部署 CHP 和 CCHP（冷热电联供）系统来满足温室热需求的经济优势。结果已根据位于希腊北部的三个温室的运作特征进行了验证。主要种植产品为番茄、黄瓜。

• 热电联产设计比传统天然气锅炉更经济。
• 各地的气象条件对温室的热性能有显著影响。
• 番茄和北部地区的节能率较高。
• 吸收式制冷机的主动冷却系统是一种经济的解决方案，尽管其投资风险和设计复杂性很高。

温室中嵌入相变材料的废热回收系统的能源效率优化：热经济环境研究（S.-R. Yan 等人，2020）^[32]

Yan, S.-R.、Fazilati, MA、Samani, N.、Ghasemi, HR、Toghraie, D.、Nguyen, Q. 与 Karimipour, A. (2020)。 “温室中嵌入相变材料的废热回收系统的能源效率优化：热经济环境研究”。储能杂志，30, 101445 。

从热力学和经济角度对废热回收系统（HRS）和嵌入式相变材料（PCM）整合到伊朗温室中传统化石燃料加热器的效果进行了实验研究。 HRS 是一个盒子，加热器的废气透过它来加热进入温室的新鲜通风空气。 PCM 也被嵌入到这个盒子中，以研究其存在的影响。

• 与传统燃气燃烧器相比，HRS和HRS+PCM加热系统的能源效率分别提高了33%和140%。
• 与传统瓦斯燃烧器相比，HRS和HRS+PCM加热系统的火用效率分别提高了127%和263%。
• 考虑到HRS和HRS+PCM，温室内部温度分别增加了0.7°C和3°C。
• HRS和HRS+PCM整合系统的天然气消耗率分别降低了19%和48%。
• 与 HRS 和 HRS+PCM 整合的系统的投资回收期预计分别为 3 个月和 4 个月。

使用相变材料增强温室加热系统的能源成本和效率分析：实验研究（S. Yan 等，2021）^[33]

Yan, S.、Fazilati, MA、Toghraie, D.、Khalili, M. 与 Karimipour, A. (2021)。 “使用相变材料增强温室供暖系统的能源成本和效率分析：实验研究”。再生能源，170, 133–140。https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.01.081

Shurong Yan 等人在 2020 年发表的一篇与上一篇类似的文章中。比较了 HRS+PCM 余热回收系统提供的暖空气应用中两种不同策略的能源和经济后果： 1) 用于温室的直接空间加热 2) 用于燃气燃烧器入口空气的预热。他们发现第二种策略在能源效率方面有更好的效果。

资料中心加热温室，是增强亚北极地区粮食自给自足的问题（Ljungqvist 等，2021）^[34]

Ljungqvist, HM、Mattsson, L.、Risberg, M. 与 Vesterlund, M. (2021)。 “资料中心加热温室，是增强亚北极地区粮食自给自足的问题”。能源，215, 119169 。

^{模拟了两个2000 m 2 和10000 m 2}温室在两种情景（无生长灯的部分年份生产和有生长灯的满负荷生产）下的性能，旨在利用温室的余热提高粮食自给自足率。瑞典北部的1 兆瓦资料中心。

• 这是瑞典北部粮食自给自足的一项具有成本效益的策略。
• 较大的温室比较小的温室是更好的选择，因为它可以受益于更多的热量回收并生产更便宜的西红柿（小规模的部分和全年生产成本为2.02 和1.80 欧元/公斤，小规模为1.88 和1.49 欧元/公斤）适用于大型温室）。
• 从永续发展的角度来看，小型温室是更好的选择，因为其供热需求中只有 10.3% 和 2.1%（部分年度和全年情境）必须由额外的热源提供。
• 全年生产成本价较低。

建筑一体化温室透过主动通风系统提高能源协同效益（Muñoz-Liesa 等人，2022）^[35]

Muñoz-Liesa, J.、Royapoor, M.、Cuerva, E.、Gassó-Domingo, S.、Gabarrell, X. 与 Josa, A. (2022)。 “建筑一体化温室透过主动通风系统提高能源协同效益”。建筑与环境，208, 108585 。

在三种能源情境下研究了地中海气候下屋顶温室（iRTG）和办公大楼 HVAC 系统气流交换的协同影响：1）透过温室回收建筑物的废气能量。 2）温室建筑的多余空气利用。 3) 场景 1 和 2 的组合。

• 透过建设可满足温室每年143.3 kWh/m ²和夏季54.8 kWh/m ^{2的热需求。}
• 在情境2中，温室每年可为办公室和实验室提供205.2kWh/m ²和335.3kWh/m ²（分别为1.59和3.16ac/h的空气交换率）的热能。
• 在最大空气交换率（3.16 ac/h）下，每年显热增益为658.8 kWh/m ²，其等效电量值为每年198.2 kWh/m ^{2 。}

页面数据

作者	尼玛·阿斯加里
执照	CC-BY-SA-4.0
语言	英语（en）
有关的	0 个子页面，2 个页面连结在这里
影响	185 页浏览量（更多）
已创建	2022 年5 月 5 日作者：Joshua M. Pearce
最后修改时间	2024 年1 月 3 日作者：Joshua M. Pearce
引用为	尼玛‧阿斯加里(2022–2024)。“温室余热回收文献综述”。附录。检索日期：2024 年 12 月 5 日。
API查询	基本，语义，html，文件，更多